vers la manipulation précise de grandes pièces …vers la manipulation précise de grandes pièces...

23
Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY Directrice [email protected]

Upload: others

Post on 11-Aug-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Vers la manipulation

précise de grandes

pièces dans de très

grands espaces de

travail

TECNALIA France

Montpellier

Valérie AUFFRAY

Directrice [email protected]

Page 2: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

The concept

• A Cable-driven robot is a Parallel Robot actuated by cables (CDPR).

• It is mainly composed of:

• Winches (motor + encoder + drum)

• Cables

• Pulleys

• Platform (anchoring of cables and tool)

• Controller and drives

• The pulleys permit the routing of the cable from the winch to the desired output point. They can be directly fixed on the building or on a dedicated frame.

• The lengths of the cables are synchronously controlled in order to provide the desired motion of the platform in the Cartesian space.

• The implemented model on the controller takes into account the exact cable routing, sagging and elongation for a better positioning accuracy.

What does a cable-driven robot look like?

Page 3: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

• Analysis of best configuration

• Control simulation

• Dynamic modeling of the platform

• Pre-tension analysis

Tecnalia’s expertise with CDPR

Simulation tools

Page 4: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

• Cable modeling - deflection and elasticity

• Real time programming of cables behavior in control

Improvement of positioning accuracy

Cable behavior

Tecnalia’s expertise with CDPR

Page 5: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

• Development of control dedicated to cable robots

• Development of force control

Control algorithm

Management of actuation redundancy

Integration of robot’s dynamics

Control of cable robot

Tecnalia’s expertise with CDPR

Page 6: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

• Improving the working conditions

• Guaranteeing the safety in the handling

• Being able to use the smart crane in automated mode & manual mode.

• Avoiding the swinging of the parts during handling

• Reducing the setting time after movements

• Multifunctional: wide range of applications in the Aeronautics, Naval, Nuclear

industries

• Handling and assembly of heavy and large parts

• Handling and positioning of equipment in large structures: for example

crawling robots

• Handling and positioning of end-effectors in large structures for multiple

tasks (drilling, riveting, sealing…)

• Inspection of large workspaces

• Maintenance: stripping and/or painting tasks

• Maintenance: substitute telescopic platforms by cable driven platforms

The benefits

What is a cable-driven robot for?

Page 7: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

• « Small » size (4m x 3m x 3m) , configurable robots (number of drums, cables configuration, …)

The first research prototypes

REELAX6 and REELAX8: Configurable robots of small size

Page 8: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

• Medium size (11m x 4m x 3m), 8 cables

• Industrial controller: Bechkoff

• Payload: 60 kg

HRPcable: Pre-industrial robot to hang (by a thread) an humanoid robot

Pre-industrial prototype of medium size

Page 9: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

• Developed by TECNALIA & CNRS-LIRMM

• Footprint: 15*11*6m3 • Payload: 500kg

• Workspace up to 80% of the footprint • 4mm diameter steel cables • Industrial controller: B&R Automation • Mean positioning accuracy: 50mm • Mean positioning repeatability: 3mm

Large scale demonstrator : CoGiRo: a Cable-Driven Parallel Robot with no equivalent in Europe! COGIRO: Europe Biggest Cable-Driven Parallel Robot

Pre-industrial prototype of large size

Page 10: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Industrial applications: Logistics - Handling of parts

Demos performed with Cogiro Prototype

COGIRO. Cable Driven Parallel Robot

(Logistics)

https://youtu.be/dmTjrPZqMfo

Page 11: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Large size, pre-industrial robot COGIRO

Cable robots prototypes

Page 12: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Industrial applications: Handling of heavy and large parts

COGIRO. Cable Driven Parallel Robot

(Large parts assembly)

https://youtu.be/YA2yzc0Vz5w

• Positioning and assembly of aeronautical parts controlling the orientation

Page 13: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Large size, pre-industrial robot COGIRO

Cable robots prototypes

Page 14: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Industrial applications: Assembly of a scaled footbridge of ACCIONA

http://youtu.be/An_i8xoMXDc

http://youtu.be/px8vwNerkuo

Page 15: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Large size, pre-industrial robot COGIRO

Cable robots prototypes

Page 16: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Industrial applications: Aircraft maintenance operations

Page 17: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Industrial applications: Aircraft maintenance operations

COGIRO. Cable Driven Parallel Robot (Large surface

painting)

https://youtu.be/Q05F7Kb96wI

Cable-driven parallel robots equipped with robotics arms for painting and inspection operations

Page 18: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Large size, pre-industrial robot COGIRO

Cable robots prototypes

Page 19: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Industrial applications: Handling and positioning of end-effectors in large structures

Page 20: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

CABLECRANE system is a novel solution patented

Industrial product

Smart crane - Double-bridge gantry crane with a hoist

where all motors are servo-motors

computer controlled

- Large workspaces covered

- Heavy loads of several tonnes can be

handled

Cable-Driven Parallel Robot –

CDPR - Fully control of 3 displacements and 3

rotations

- No swinging of the load

- Accuracy in positioning

- Load firmily held by 8 cables coming from

different directions in a configuration that

optimizes the workspace

- Movement in synchronization with the hoist

of the smart crane

Available at CEMVISA facilities by the end of 2016!!!

Page 21: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Industrial applications: Handling and positioning of heavy and large parts

Page 22: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Industrial applications: Handling and positioning of heavy and large parts

Page 23: Vers la manipulation précise de grandes pièces …Vers la manipulation précise de grandes pièces dans de très grands espaces de travail TECNALIA France Montpellier Valérie AUFFRAY

Thank you for your attention

www.tecnalia.com/robotics